VRRP原理及配置方法

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一、VRRP概述

VRRP是虚拟路由器冗余协议，
利用VRRP协议，一组路由器（同一个LAN中的接口）协同工作，但只有一个处于Master状态，处于该状态的路由器（的接口）承担实际的数据流量转发任务。在一个VRRP组内的多个路由器接口共用一个虚拟IP地址，该地址被作为局域网内所有主机的缺省网关地址。
VRRP决定哪个路由器是Master，Master路由器负责接收发送至用户网关的数据包并进行转发，以及响应PC对于其网关IP地址的ARP请求。
Backup路由器侦听Master路由器的状态，并在Master路由器发生故障时，接替其工作，从而保障业务流量的平滑切换。

二、VRRP

1.VRRP路由器

运行VRRP的路由器，一台VRRP路由器（的接口）可以同时参与到多个VRRP组中，在不同的组中，一台VRRP路由器可以充当不同的角色。

2.VRRP组

一个VRRP组由多个VRRP路由器组成，使用相同的VRID进行标识，属于同一VRRP组的VRRP路由器互相交换信息，每一个VRRP组中只能有一个Master。

3.虚拟路由器

对于每一个VRRP组，抽象出来的一个逻辑路由器，该路由器充当网络用户的网关，该路由器并非真实存在，事实上对于用户而言，只需要知道虚拟路由器的IP，至于具体的虚拟路由器的角色由谁来承担、数据转发任务由谁来承担、Master故障后谁来接替，这是VRRP的工作。

4.虚拟IP地址、MAC地址

虚拟IP地址接收虚拟路由器的IP地址，该地址实际上就是用户的网关地址。
虚拟MAC地址是虚拟路由器根据VRID生成的MAC地址。一个虚拟路由器拥有一个虚拟MAC地址，格式为：00-00-5E-00-01-{VRID}.

5.Master、Backup路由器

Master路由器：在VRRP组中实际转发数据包的路由器，在每一个VRRP组中，仅有Master响应对虚拟IP地址的ARP请求。Master路由器同时以一定的时间间隔发生VRRP消息，以便通知Backup路由器自己的存活情况。
Backup路由器：处于监听状态的路由器，一旦Master路由器出现故障，Backup路由器就开始接替工作。
选举依据：先比接口VRRP优先级（比大），如果相等，则比接口IP地址（比大）。

Master
定时（Advertisement Interval）发送VRRP通告报文，以便向Backup路由器告知自己的存活情况。
以虚拟MAC地址响应其他设备对虚拟IP地址的ARP请求。
转发目的MAC地址为虚拟MAC地址的IP报文。
如果它是这个虚拟IP地址的拥有者（接口实际IP地址为虚拟IP地址），则接收目的IP地址为这个虚拟IP地址的IP报文，否则，丢弃这个IP报文。
如果收到比自己优先级大的报文，立刻成为Backup。
如果收到与自己优先级相等的VRRP报文且本地接口IP地址小于对端接口IP，立刻成为Backup.
Backup
接收Master设备发送的VRRP通告报文，判断Master设备的状态是否正常。
对虚拟IP地址的ARP请求，不做响应。
丢弃目的IP地址为虚拟IP地址的IP报文。
如果收到优先级和自己相同或者比自己大的报文，则重置定时器，不进一步比较IP地址。
如果收到比自己优先级小的报文且该报文优先级是0时，定时器时间设置为Skew time（偏移时间），如果该报文优先级不是0，丢弃报文，立刻成为Master。

三、VRRP配置方法

[R1]int vlanif 10   ###网关接口（三层交换为VLAN接口，路由器为下行接口）
[R1-Vlanif10]ip address 192.168.10.10 24
[R1-Vlanif10]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.10.1  ###创建VRRP虚拟路由器的标识VRID为1，并配置VRID 1的虚拟IP地址
[R1-Vlanif10]vrrp vrid 1 priority 120  ###设置设备A的优先级为120 （缺省值为100）数值越大越优先
[R1-Vlanif10]vrrp vrid 1 preempt-mode timer delay 6   ###配置Master设备的抢占时延为6秒（缺省值为0，立即抢占），以防止频繁地进行状态切换
[R1-Vlanif10]vrrp vrid 1 interface GigabitEthernet0/0/1 reduce 30   ###跟踪上行接口G0/0/1的状态，如端口故障则Master优先级降低30（缺省值为10）
[R1-Vlanif10]vrrp vrid 1 track interface g0/0/2 ###跟踪下行接口


[R2]int vlanif 10
[R2-Vlanif10]ip add 192.168.10.20 24
[R2-Vlanif10]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.10.1
[R2-Vlanif10]vrrp vrid 1 priority 95
[R2]dis vrrp  ###显示VRRP状态。

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总结

VRRP就是虚拟路由器冗余协议，可以实现一主多备的功能，从而解决单点故障，VRRP会把多台路由器组成一个虚拟路由组VRID，VRRP生成一个虚拟路由器（包含虚拟IP和虚拟MAC，局域网内的用户不关心哪个是主哪个是备，他们只用虚拟路由器的虚拟IP作为他们的网关）实际上虚拟IP是承载在Master路由器，也就是说实际的数据包是通过Master进行转发。同过优先级来确定哪个是Master，哪个是Backup.